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[摘 要]基建矿山中，副井永久装备安装完成之后，中央水泵房形成之前，副井既要负责各水平掘进，又要承担排副井涌水。针对这种特殊情况，与传统的排水系统方案对比，对副井排水系统进行优化、创新，制定一套安全、经济、方便、工期短的施工方案。为今后矿山出现类似情况时，编制排水方案提供借鉴经验。
[关键词]副井装备；潜水泵；直排；安全；可行；节省费用。
中图分类号：TV81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0286-01
一、背景
河北钢铁集团沙河中关铁矿副井井深640m，直径7m，马头门共11层，井筒与各马头门的总涌水量为70m？/h，井口标高+223.5m，永久装备安装至-290m水平，-290m水平以下还有120m暂不考虑安装。目前永久装备安装工程已经完成，提升机进入调试阶段。为保证提升机安全运行，水位必须保持在-310m以下。原计划副井永久装备安装工程完成后，副井涌水由-260水平的中央水泵房和水仓排至地表，但由于平巷施工进度与计划严重滞后，水泵房尚未形成，且还需很长一段时间。在这中特殊情况下就要考虑副井安装一套排水系统将副井涌水排出地表。但副井各水平即将进行开拓，不能设置水仓，只能利用井底-310m水平以下井筒作为水仓，用高扬程潜水泵将水直排至地表。中关铁矿特采购两台150m？/h、600m扬程的高压潜水泵用于副井排水。
二、传统排水方法行不通
由于副井-260m以上各水平马头门均要进行开拓，所以不能利用马头门设置临时水仓。这就意味着不能采用二级排水方式，只能用高扬程潜水泵直排至地表。井下水位距井口500多m的高程，如果采用潜水泵直排至地表，如何布置又是一个难题。如果用传统的钢丝绳悬吊潜水泵的方式，会带来很多问题。首先，井筒永久装备完成后的井筒结构很复杂，可利用空间很小，600m长钢丝绳悬吊20多吨重量的排水系统，无论是安装过程中还是在启停泵时产生的冲击，都会对井筒内钢结构产生碰撞，造成安全隐患；其二，钢丝绳悬吊方式只能适用于短期排水，长期排水会使钢丝绳锈蚀，造成钢丝绳安全系数降低。所以传统的排水方法不可行。
三、新方案内容及可行性分析过程
针对目前的状况，我质量小组经过研究讨论，大胆创新，从安全、质量、可行、降低成本等方面分析，想出了一套新的排水方案。方案内容如下：副井设有两套提升系统，井底结构设有主提升防撞梁和交通罐防撞梁。可在两根交通罐防撞梁（标高-298m）上布置四根管座梁（四根500mm长的工字钢），作为两台潜水泵的承重梁。-298水平以下，用Φ133mm排水管与潜水泵用法兰连接，潜水泵、水及附件的重力直接由排水管承担，在排水管上端焊接一个管子座，将排水管坐到管座梁上。潜水泵下放至-370m水平，-310m至-370m之间的井筒就是潜水泵水仓。-298m水平以上已经安装生产用Φ219mm供水管一趟，投产前不使用，可将两趟Φ133mm排水管通过高压软管同时接到供水管作为潜水泵排水用，这样可省去两趟500m的排水管。潜水泵的动力电缆和控制电缆也可以由以后主排水泵的动力电缆和控制电缆代替。
方案的安全、质量分析。为了保证潜水泵的安装质量及安全，我们对此方案的主要构件进行校验。主要校核内容有：1、交通罐防撞梁等承载力经设计部门校核后，能够承受潜水泵、排水管、水及附件等的重力。布置潜水泵后，交通罐的防撞梁不影响其使用功能。2、排水管选用壁厚8mm的Φ133mm无缝钢管，排水管、法兰及焊接位置经过受力分析后，均满足排水管的抗拉强度要求。3、动力电缆和控制电缆型号均超过此潜水泵最低要求。综上所述，此方案可行。
另外，还在井筒内安装一套水位实时观测系统，可随时掌握水位状况，保证潜水泵安全运行。
四、选用此方案的效果
新的排水方案主要从安全、质量、成本、进度控制方面主要产生以下效果：
（一）布置在井底防撞梁上，省去了钢丝悬吊。节省井筒内占用的空间，避免了钢丝绳悬吊时与钢结构的碰撞；防撞梁承载能力远大于钢丝绳的承载能力，且解除了钢丝绳易被腐蚀的担忧，保证了设备运行的安全。
（二）把永久供水管、动力电缆、控制电缆充分利用上，再加上省去两组600m钢丝绳。为公司节省几十万元材料费用。
（三）潜水泵安装在安全水位线以下60m，井筒直径是7m，中间还有两个马头门，相当于把潜水泵放在一个3000m？的大水仓里，减少了潜水泵的启、停频率，降低水泵故障率，从而减少维修费用。
（四）此方案安装方便，工期较短，四天即完成两台潜水泵安装，以后维修潜水泵时，拆卸也很方便，无形当中又节省了一部分安拆费用。
（五）在地表控制潜水泵启、停。在平巷施工过程中，完全不影响施工，提高施工效率。
五、结束语
排水系统安装完成后，运行稳定，取得了良好的经济效益。此创新方案适用范围很广泛，在各类大水矿山在中央水泵房未形成之前均可采用此方案。
作者简介
张义坤（1986年-），男，助理工程师，本科学历，毕业于辽宁科技大学，现在河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司机动供应科工作。
[关键词]副井装备；潜水泵；直排；安全；可行；节省费用。
中图分类号：TV81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0286-01
一、背景
河北钢铁集团沙河中关铁矿副井井深640m，直径7m，马头门共11层，井筒与各马头门的总涌水量为70m？/h，井口标高+223.5m，永久装备安装至-290m水平，-290m水平以下还有120m暂不考虑安装。目前永久装备安装工程已经完成，提升机进入调试阶段。为保证提升机安全运行，水位必须保持在-310m以下。原计划副井永久装备安装工程完成后，副井涌水由-260水平的中央水泵房和水仓排至地表，但由于平巷施工进度与计划严重滞后，水泵房尚未形成，且还需很长一段时间。在这中特殊情况下就要考虑副井安装一套排水系统将副井涌水排出地表。但副井各水平即将进行开拓，不能设置水仓，只能利用井底-310m水平以下井筒作为水仓，用高扬程潜水泵将水直排至地表。中关铁矿特采购两台150m？/h、600m扬程的高压潜水泵用于副井排水。
二、传统排水方法行不通
由于副井-260m以上各水平马头门均要进行开拓，所以不能利用马头门设置临时水仓。这就意味着不能采用二级排水方式，只能用高扬程潜水泵直排至地表。井下水位距井口500多m的高程，如果采用潜水泵直排至地表，如何布置又是一个难题。如果用传统的钢丝绳悬吊潜水泵的方式，会带来很多问题。首先，井筒永久装备完成后的井筒结构很复杂，可利用空间很小，600m长钢丝绳悬吊20多吨重量的排水系统，无论是安装过程中还是在启停泵时产生的冲击，都会对井筒内钢结构产生碰撞，造成安全隐患；其二，钢丝绳悬吊方式只能适用于短期排水，长期排水会使钢丝绳锈蚀，造成钢丝绳安全系数降低。所以传统的排水方法不可行。
三、新方案内容及可行性分析过程
针对目前的状况，我质量小组经过研究讨论，大胆创新，从安全、质量、可行、降低成本等方面分析，想出了一套新的排水方案。方案内容如下：副井设有两套提升系统，井底结构设有主提升防撞梁和交通罐防撞梁。可在两根交通罐防撞梁（标高-298m）上布置四根管座梁（四根500mm长的工字钢），作为两台潜水泵的承重梁。-298水平以下，用Φ133mm排水管与潜水泵用法兰连接，潜水泵、水及附件的重力直接由排水管承担，在排水管上端焊接一个管子座，将排水管坐到管座梁上。潜水泵下放至-370m水平，-310m至-370m之间的井筒就是潜水泵水仓。-298m水平以上已经安装生产用Φ219mm供水管一趟，投产前不使用，可将两趟Φ133mm排水管通过高压软管同时接到供水管作为潜水泵排水用，这样可省去两趟500m的排水管。潜水泵的动力电缆和控制电缆也可以由以后主排水泵的动力电缆和控制电缆代替。
方案的安全、质量分析。为了保证潜水泵的安装质量及安全，我们对此方案的主要构件进行校验。主要校核内容有：1、交通罐防撞梁等承载力经设计部门校核后，能够承受潜水泵、排水管、水及附件等的重力。布置潜水泵后，交通罐的防撞梁不影响其使用功能。2、排水管选用壁厚8mm的Φ133mm无缝钢管，排水管、法兰及焊接位置经过受力分析后，均满足排水管的抗拉强度要求。3、动力电缆和控制电缆型号均超过此潜水泵最低要求。综上所述，此方案可行。
另外，还在井筒内安装一套水位实时观测系统，可随时掌握水位状况，保证潜水泵安全运行。
四、选用此方案的效果
新的排水方案主要从安全、质量、成本、进度控制方面主要产生以下效果：
（一）布置在井底防撞梁上，省去了钢丝悬吊。节省井筒内占用的空间，避免了钢丝绳悬吊时与钢结构的碰撞；防撞梁承载能力远大于钢丝绳的承载能力，且解除了钢丝绳易被腐蚀的担忧，保证了设备运行的安全。
（二）把永久供水管、动力电缆、控制电缆充分利用上，再加上省去两组600m钢丝绳。为公司节省几十万元材料费用。
（三）潜水泵安装在安全水位线以下60m，井筒直径是7m，中间还有两个马头门，相当于把潜水泵放在一个3000m？的大水仓里，减少了潜水泵的启、停频率，降低水泵故障率，从而减少维修费用。
（四）此方案安装方便，工期较短，四天即完成两台潜水泵安装，以后维修潜水泵时，拆卸也很方便，无形当中又节省了一部分安拆费用。
（五）在地表控制潜水泵启、停。在平巷施工过程中，完全不影响施工，提高施工效率。
五、结束语
排水系统安装完成后，运行稳定，取得了良好的经济效益。此创新方案适用范围很广泛，在各类大水矿山在中央水泵房未形成之前均可采用此方案。
作者简介
张义坤（1986年-），男，助理工程师，本科学历，毕业于辽宁科技大学，现在河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司机动供应科工作。